Virheentarkistus
Virheentarkistuksen määritelmä
Virheentarkistus, joka tunnetaan myös nimellä virheenkorjaus, viittaa prosessiin, jossa tunnistetaan ja korjataan virheitä, jotka tapahtuvat tiedonsiirron tai tallennuksen aikana. Tämä menetelmä varmistaa siirretyn tai tallennetun datan tarkkuuden ja eheyden, auttaen havaitsemaan ja lievittämään virheitä ja epäjohdonmukaisuuksia.
Kuinka virheentarkistus toimii
Tiedonsiirron aikana virheentarkistus sisältää ylimääräisten bittien lisäämisen siirrettyyn dataan luodakseen koodin, jota voidaan käyttää virheiden havaitsemiseen ja korjaamiseen. Vastaanottojärjestelmä tarkistaa vastaanotetun datan virheentarkistuskoodin avulla. Jos virheitä havaitaan, vastaanottojärjestelmä voi pyytää tiedon lähettämistä uudelleen.
Datatallennuksessa virheentarkistusmekanismit varmistavat, että tieto säilyy ehjänä ja korruptiona. Tämä sisältää erilaisten algoritmien ja tekniikoiden käytön virheiden havaitsemiseksi ja korjaamiseksi, joita saattaa esiintyä ajan myötä tallennusmedian heikentymisen tai muiden tekijöiden vuoksi.
Virheentarkistusmenetelmät voidaan jakaa kahteen pääkategoriaan:
1. Automatic Repeat Request (ARQ)
Automatic Repeat Request (ARQ) on eräänlainen virheentarkistus, joka perustuu viesti- ja vastausjärjestelmiin lähettäjän ja vastaanottajan välillä. On olemassa useita ARQ-protokollia, kuten Stop-and-Wait ARQ, Go-Back-N ARQ ja Selective Repeat ARQ. Nämä protokollat käyttävät erilaisia strategioita, kuten kadonneiden tai korruptoituneiden datapakettien uudelleenlähetystä, varmistaakseen virheettömän tiedonsiirron.
2. Forward Error Correction (FEC)
Forward Error Correction (FEC) on virheentarkistuksessa käytetty tekniikka, jossa siirrettävään dataan lisätään ylimääräinen virheenkorjausinformaatio. Tämä mahdollistaa vastaanottajan virheiden korjaamisen ilman uudelleenlähetystä. FEC voidaan toteuttaa käyttämällä erilaisia algoritmeja, kuten Hamming-koodeja, Reed-Solomon-koodeja ja konvoluutiokoodeja.
Esimerkkejä virheentarkistuksesta
Virheentarkistusta käytetään eri aloilla varmistamaan datan eheys ja minimoimaan siirto- tai tallennusvirheet. Tässä joitakin esimerkkejä:
1. Internet Protocol (IP) tarkistussumma
Verkkoteknologian alalla Internet Protocol (IP) käyttää tarkistussummaa varmistaakseen pakettien eheyden siirron aikana. Tarkistussumma lasketaan laskemalla IP-otsikon ja datan tavut yhteen. Jos vastaanotettu tarkistussumma ei vastaa laskettua tarkistussummaa, se osoittaa, että paketti on saattanut vahingoittua siirron aikana.
2. RAID (Redundant Array of Independent Disks)
RAID on tallennusteknologia, joka käyttää useita levyjä parantaakseen datan luotettavuutta ja suorituskykyä. Yksi RAID:n perusominaisuuksista on virheentarkistus ja -korjaus. RAID-järjestelmät voivat havaita ja korjata tallennetun datan virheet käyttämällä pariteettitietoa tai redundanttidataa useilla levyillä.
3. Error Correcting Code (ECC) -muisti
Error Correcting Code (ECC) -muisti on tietokonemuisti, joka voi havaita ja korjata yhden bitin virheitä ja havaita usean bitin virheitä. ECC-muistia käytetään yleisesti palvelimissa ja järjestelmissä, jotka vaativat korkeaa datan eheyttä, kuten tieteellisissä ja taloudellisissa sovelluksissa.
Parhaat käytännöt virheentarkistuksessa
Tehokkaan virheentarkistuksen varmistamiseksi tässä on joitakin parhaita käytäntöjä:
Käytä luotettavia ja turvallisia tiedonsiirtoprotokollia, jotka sisältävät vankkoja virheentarkistusmekanismeja. Esimerkkejä tällaisista protokollista ovat TCP (Transmission Control Protocol) ja UDP (User Datagram Protocol), jotka käyttävät tarkistussummia ja jaksotusnumeroita.
Varmuuskopioi data säännöllisesti estääksesi katoamisen tai korruption, jos virheitä esiintyy tallennuksen aikana. Varmuuskopiointiprosessin tulisi sisältää virheentarkistusmekanismit varmistamaan varmuuskopiodatan eheys.
Käytä tiettyjä virheentarkistusalgoritmeja ja -tekniikoita käytettävälle tallennuslaitteelle. Eri tallennuslaitteet saattavat tarvita erilaisia virheentarkistusmenetelmiä, kuten tarkistussummia, pariteettitarkistuksia tai virheenkorjauskoodeja.
Toteuttamalla näitä parhaita käytäntöjä organisaatiot voivat minimoida tietojen korruption riskin ja varmistaa siirretyn tai tallennetun datan tarkkuuden ja eheyden.
Aiheeseen liittyvät termit
Tarkistussumma: Arvo, jota käytetään datan eheyden varmistamiseen, usein laskettuna laskemalla yhteen datapaketin tavut. Tarkistussummia käytetään yleisesti verkkoprotokollissa, tiedonsiirtoprotokollissa ja virheentunnistusalgoritmeissa.
Cyclic Redundancy Check (CRC): Virheentarkistusalgoritmin tyyppi, jota käytetään yleisesti verkkoviestinnässä havaitsemaan siirretyissä tiedoissa olevia virheitä. CRC käyttää polynomijakoja, joilla luodaan tarkistussumma, joka liitetään siirrettävään dataan. Vastaanottojärjestelmä suorittaa sitten saman polynomijaon ja vertaa laskettua tarkistussummaa vastaanotettuun tarkistussummaan havaiten virheet.
Lisätietoja aiheeseen liittyvistä termeistä ja käsitteistä löydät alla olevista linkeistä: